JP2004501285A - 紡糸装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、合成繊維のマルチフィラメント糸（１６）の紡糸のための紡糸装置に関する。紡糸ヘッド（３）の下側に狭い間隔で、紡糸ノズル（７．２）を備えた紡糸ノズルカップ（６）が配置されており、紡糸ノズルのノズル孔（７．１）を通して、フィラメント（８）が押し出される。フィラメント（８）が紡糸ノズル（７．２）の下側に配置された冷却管（１２）を通って走行し、冷却管が糸走行方向の空気流を形成する空気流形成装置（１３）に接続されている。各冷却管（１２）が本発明に基づきシールユニット（９）によって紡糸ノズルカップ（６）に密閉されており、このために、紡糸ヘッド側の分離面（９．５）が紡糸ノズルカップ（６）に形成されており、かつ冷却管側の分離面（９．６）が冷却管（１２）に形成されており、これによって紡糸ヘッド（６）及び冷却管（１２）のコンパクトな構造が可能である。整備及び保守作業の目的で冷却管（１２）を下方へ移動させるために、シールユニット（９）が分離可能に形成されている。

Description

【０００１】
本発明は、合成繊維のエンドレスなマルチフィラメント糸の溶融紡糸及び冷却のための、請求項１の上位概念に記載の形式の紡糸装置に関する。
【０００２】
合成繊維の糸の製造に際して、溶融された重合体が押し出されて、ストランド状の多数のフィラメントを形成する。このために、重合体溶融液がポンプを用いて管路を介して１つ若しくは複数の紡糸ノズルカップに供給される。紡糸ノズルカップが、フィルターエレメント及び分配エレメントのほかに、多数の紡糸ノズル孔の設けられた紡糸ノズルプレートを含んでいる。この場合、ポンプ、管路及び紡糸ノズルカップが加熱可能な紡糸ヘッド内に収容されている。紡糸ノズル孔を通して押し出されたフィラメントを冷却装置によって、例えば冷却空気によって冷却した後に、フィラメント束が結合されて糸を形成し、かつ糸の後処理が行われる。多くの場合に１つの紡糸ヘッド内には、４つ、６つ若しくはそれより多い紡糸ノズルカップが密接に一列に収容されている。
【０００３】
有利には、フィラメントを冷却する空気流が、フィラメントと一緒にかつフィラメントに対して平行に、高い流過速度冷却管を通して導かれる。このような方法を実施するための装置が、例えば国際公開ＷＯ９９／０６７４５０号（Ｂａｇ ２６２３）明細書に記載してある。ここでは冷却管の端部に吸引ファンが設けられて、必要な流過速度を維持するようになっている。冷却空気が冷却管の上側の端部でメッシュ・シリンダー若しくはスクリーン・シリンダーを通して冷却管内に供給される。
【０００４】
この場合に必要なことは、冷却管と紡糸ヘッドとの間の分離可能な結合部を周囲空気に対して密閉して、二次的な空気の流入を防止することである。その際に考慮すべきことは、紡糸ノズルプレートが紡糸ヘッド内に著しく狭い間隔で配置されていることである。このことは、紡糸ヘッド内の構成スペースが制限されておりかつ紡糸ノズルプレート、ひいては紡糸ノズルカップが特にフィラメント数の多い場合に大きな直径を有していることに起因している。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４０６３４７Ａ１号（Ｂａｇ １３２６）明細書に開示の手段においては、冷却管及び該冷却管を取り囲むエアー・チャンバーと紡糸ヘッドとを次のようにシールしてあり、即ち冷却管及びエアー・チャンバーが整備過程のために降下走行させられるようになっている。このために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４０６３４７Ａ１号明細書に記載の技術では、紡糸ヘッド側及び冷却管側にフランジを設けてあり、フランジ間にシール手段及び熱絶縁手段が設けられている。熱絶縁手段が紡糸ヘッドから紡糸シャフト内への熱の流出を防止するようになっている。シール手段が紡糸ヘッドと冷却管とを互いに気密に結合していて、かつ分離可能に形成されている。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４０６３４７Ａ１号明細書には、著しく狭い間隔に配置された紡糸ノズルカップを備えた紡糸ヘッドに対する示唆はない。さらに、すべての紡糸ヘッド構造において紡糸ヘッドと紡糸ノズルカップとの間の気密性は保証されていない。このような例では、冷却空気が紡糸ヘッド内に吸い込まれて、紡糸ヘッドが不都合に冷却されてしまうことになる。
【０００７】
従って本発明の課題は、紡糸ヘッドと紡糸ノズルカップとの間のシールを改善して、該シールが、著しく狭い間隔に配置された紡糸ノズルカップを備える紡糸ヘッドにも、紡糸ヘッドと紡糸ノズルカップとの間を気密にされなくてよい紡糸ヘッド構造にも用いられ得るようにすることである。
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の構成では、シールユニットの紡糸ヘッド側に配置された分離面が、紡糸ノズルカップに設けられている。
【０００９】
本発明によって、紡糸ノズルカップを狭い間隔で配置された著しくコンパクトな紡糸ヘッドにおいても、フィラメント束に合わせられた冷却装置を形成することができる。紡糸ノズルカップと冷却管との間の結合部が、シールユニットによって外部空気に対して効果的に密閉され、この場合、紡糸ノズルカップの下面がシールユニットによって被われる。この場合に両方の分離面は、シールユニットのシール特性が分離の度に変化することなく維持されるように形成されている。シールユニットとしては、冷却管を紡糸ノズルヘッドに密に結合する様々な手段が考えられる。
【００１０】
本発明において特に有利には、冷却管が小さい直径で形成されて、狭い間隔で配置され、シールユニットが気密でない紡糸ヘッドにも使用される。
【００１１】
特に狭い間隔の紡糸ヘッド内に紡糸ノズルカップを互いにできるだけ狭い間隔、即ちピッチで配置するために、請求項２に記載の手段が特に有利である。即ち、シールユニットが実質的に、紡糸ノズルカップの横断面によって規定された包絡輪郭内に位置している。
【００１２】
本発明の別の有利な実施態様では、紡糸ヘッド側に配置された分離面が、直接に紡糸ノズルプレートに設けられている。これによって、間隔寸法をさらに小さくすることができる。
【００１３】
本発明の特に有利な実施態様では、紡糸ヘッド側に配置された分離面が、紡糸ノズルカップのための固定手段に、若しくは紡糸ノズルプレートのための固定手段に設けられている。これによって、構成スペースがさらに節減されて、紡糸ノズルカップの特に狭い間隔が達成される。
【００１４】
紡糸ノズルカップと冷却管との間のシールユニットを紡糸ノズルカップの下面からできるだけ離して配置するために、本発明に基づく紡糸装置が請求項６に記載の手段によって形成されてよい。これによって、紡糸ノズルカップからシールユニットへの熱の伝達が著しく減少させられ、従って、シールユニットが過度な耐熱性を有さなくてよい。
【００１５】
冷却管側に配置された分離面が有利には直接に、冷却管の、紡糸ヘッドに向けられた端面に形成されている。
【００１６】
しかしながら多くの場合に、紡糸ノズルカップ若しくは紡糸ノズルプレートから結合部を介して冷却管へ熱を伝達しないようにすることが必要である。熱を伝達してしまうと、溶融液の温度が不都合に低下することになる。従って本発明の有利な実施態様では、冷却管の熱的な分離が行われている。このことは、シールユニットの熱絶縁的な構成によって実施される。
【００１７】
本発明の特に有利な実施態様では、絶縁機能とシール機能とが互いに分離されている。このために、シールユニットが、熱絶縁のための絶縁体とシールのためのシールエレメントを有している。
【００１８】
特に効果的な実施態様では、絶縁が高熱の側に、即ち紡糸ヘッドに向けて行われている。これによって、シールの温度レベルが低下させられ、その結果、シールのために、温度の影響を受けやすい材料も使用できる。絶縁機構とシール機構との間の熱放出のための手段によって、シール機構の温度レベルがさらに低下させられてよい。
【００１９】
次に添付図面に示した実施例を詳細に説明する。
【００２０】
図１に本発明に基づく紡糸装置が示してある。溶融液管路２を介して溶融液１が、加熱された紡糸ヘッド３に供給される。紡糸ヘッド内に加圧兼分配ポンプ４を収容してあり、加圧兼分配ポンプによって溶融液が分配管路５を介して紡糸ノズルカップ６に分配される。煩雑になることを避けるために、ここでは部分的に２つの紡糸ノズルカップのみが示してある。通常は、６つ、８つ若しくはそれ以上の紡糸ノズルカップ６が狭い間隔、即ちピッチで並べて配置されている。
【００２１】
紡糸ノズルカップ６が溶融液のろ過及び分配のためのエレメントのほかに、下側に紡糸ノズルプレート７．２を含んでおり、紡糸ノズルプレートの多数のノズル孔７．１を通して、溶融液が多数のフィラメント８として押し出される。
【００２２】
フィラメント８が、空気流形成装置１３によって供給された冷却空気１１と一緒に、冷却管１２を通して導かれる。冷却空気１１が冷却管１２の上側の領域を通って流入する。このために、冷却管１２の上側の領域が、ガス透過性のメッシュ・シリンダー１０によって形成されている。紡糸ノズルカップ６の下側でかつ冷却管１２の端面側の端部にシールユニット９が形成されている。シールユニット９によって、紡糸ノズルカップ６と冷却管１２との間で二次的な空気が流入して紡糸ノズルカップ６を、若しくはフィラメント８を紡糸ノズルカップ６からの押し出しの直後に不都合に冷却してしまうようなことが避けられる。
【００２３】
フィラメント８は冷却された後に冷却管１２の下側の開口を通過して、潤滑装置１５によって糸１６にまとまられ、糸が後処理されて巻き取られる。
【００２４】
紡糸ノズルカップ６へのアクセスを整備作業のために保証するために、冷却管１２全体がリフト装置１４を用いて下降可能である。冷却管１２の下降に際して、シールユニット９が、紡糸ヘッド側に配置された分離面と冷却管側に配置された分離面との間に設けられた分離継ぎ目によって分離される。図２以下に、紡糸ヘッド側の分離面が符合９．５で示し、冷却管側の分離面が符合９．６で示してある。
【００２５】
図２に、交換可能な紡糸ノズルカップ６及び、分離可能なシールユニット９が詳細に示してある。
【００２６】
溶融液が分配管路５を介して紡糸ノズルカップ６に供給される。交換可能な紡糸ノズルカップ６が例えばねじ６．１を介して紡糸ヘッド３に固定されている。紡糸ノズルカップ６内に、紡糸ノズル孔７．１を有する紡糸ノズルプレート７．２が配置されている。紡糸ノズルプレート７．２が実施例では段部６．２上に載せられている。紡糸ノズルカップ６が下側にカラー６．３を有しており、カラーが図示の実施例では紡糸ヘッド３の下面を越えて突出している。しかしながら考えられる別の実施例として、カラー６．３が紡糸ヘッド下面と同一面を成しているか若しくは紡糸ヘッド３内に引っ込められていてよい。このような手段は、カラーが熱を不都合に放出してしまうような場合に、有利である。
【００２７】
中心線の右側と左側とに、異なる実施例のシールユニット９が示してある。
【００２８】
図２の右側では、カラー６．３が下面にシール面９．３を有しており、シール面にシール９．４が圧着される。該実施例では、シール９．４が、熱伝導率の低い耐熱性のシールリングとして、例えばセラミック製の織物若しくは耐熱性のシリコンから成る紐によって形成されている。シール紐９．４がここでは冷却管１２に堅く結合されている。図示の運転位置では、シールユニット９が冷却管１２を紡糸ノズルカップ６に対してガス密、即ち気密に密閉しており、従って、冷却空気がガス透過性の冷却管壁１０のみを通って冷却管１２内に達する。保守作業若しくは整備作業の場合に、冷却管１２が下降移動させられて、分離面９．５；９．６間のシールユニット９が開かれる。この場合、シール９．４が冷却管１２に留まっている。紡糸ヘッド側の分離面９．５が、カラー６．３の端面に設けられたシール面９．３によって形成されている。冷却管側の分離面９．６が、シール９．４の上面によって形成されている。
【００２９】
図２の左側に、ラビリンスシールとして形成されたシールユニット９を示してあり、該シールユニットはガス密に密閉するものではないものの、ガス透過性の冷却管壁１０に対して著しく高い流動抵抗を有しており、その結果、分離継ぎ目でわずかな漏れ空気流しか生じない。紡糸ノズルカップ６に対する冷却管１２の熱絶縁が、ラビリンスシールの狭い空隙によって行われる。紡糸ヘッド側の分離面９．５が同じく、紡糸ノズルカップ６のカラー６．３に形成されている。相対して、冷却管側の分離面９．６が冷却管１２の端部に形成されている。
【００３０】
図示のシール紐及びラビリンスシールのほかに、熱絶縁機能及び／又はシール機能を生ぜしめる別のシール機構も考えられる。
【００３１】
図２に示す実施例は特に、紡糸ノズルカップを紡糸ヘッド内に互いに著しく小さい間隔で配置して成る紡糸装置に適している。シールユニット９及び冷却管１２が外形寸法に関して、紡糸ノズルカップ６の横断面によって規定された包絡輪郭を越えていないので、紡糸ノズルカップ６が冷却装置の領域に狭い間隔で問題なく収容される。この場合、冷却管が外径を紡糸ノズルカップ６に適合されている。
【００３２】
図３に、特に有利な実施例が示してある。この場合には図２の実施例と異なって、交換可能な紡糸ノズルカップ６が直接にねじ固定されるのではなく、別個の固定手段１６を用いて紡糸ヘッド３内に保持されている。固定手段がねじリング１６として形成されており、ねじリングが一方の端部で紡糸ヘッド３内にねじ込まれていて、かつ紡糸ヘッド３の外側に位置する他方の端部にカラー９．１を有している。ねじ結合のほかに、例えばバヨネット締結手段が考えられる。ねじリング１６のカラー９．１が、シールユニット９の、分離の際に紡糸ヘッド側に留まるエレメントを紡糸ヘッド側の分離面９．５の上側に有している。カラー９．１は別の実施例では紡糸ヘッド下面と同一面を成していて、若しくは紡糸ヘッド内に引っ込んでいてよい。
【００３３】
図３の右側に示す実施例では、別個の絶縁体９．２がカラー９．１に組み込まれている。絶縁体９．２の下側にシール面９．３が設けられており、シール面に弾性的なシール９．４が圧着される。ここでは熱絶縁が高熱の側に設けられているので、シールとして耐熱性でない材料、例えばゴムシール成形体若しくはコルクシール成形体も用いられ、該シールがここでは冷却管１２に堅く結合されている。このような配置の利点として、小さい熱流しか絶縁体９．２を通って流れない。該絶縁のシール面９．３の側で熱流の一部分がすでに排出される。カラー９．１に絶縁体９．２とシール面９．３との間で冷却面９．７を例えば冷却リブの形で設けて、冷却効果を強めることも可能である。これによって、シール９．４に対する熱負荷が小さくなる。紡糸ヘッド側の分離面９．５が、ここではカラー９．１の端面側の端部によって形成されており、該端部が冷却管側の分離面９．６、即ちシール上面に相対している。
【００３４】
シール９．４を絶縁９．２の下側に配置して、シール面９．３を冷却管１２に結合することも考えられ、この場合には、分離の際にシール９．４が紡糸ヘッド側に留まる。紡糸ヘッド側の分離面がシール９．４の下面に形成されてよい。
【００３５】
図３の左側では、シール９．４と絶縁体９．２とが並べ換えて配置されている。ここでは耐熱性のシールリング９．４が、シール面９．３に圧着されるようになっている。シールリングとして、例えばナイフエッジリングが用いられる。シール面９．３がここでは小さな溝を有している。熱絶縁のための絶縁体９．２がシールリング９．４の下側で冷却管壁に組み込まれていて、冷却管１２内への熱の流入を防止している。冷却管側の分離面９．６がここではシール９．４の上面によって形成されている。これに対応して、紡糸ヘッド側の分離面９．５がカラー９．１の端部のシール面９．３によって形成されている。
【００３６】
図４に示す別の実施例においては、冷却管１２が紡糸ノズルプレート７．２に密閉されている。このために、冷却管１２に結合されたシール９．４が紡糸ノズルプレート７．２の下面に圧着され、該下面が紡糸ヘッド側の分離面を形成している。絶縁体９．２がここでは、図３の左側に示してあるように、シール９．４の下側で冷却管１２の冷却管壁内に配置されている。
【００３７】
図２乃至図４に示す実施例のシールユニットは選択的に、本発明に基づく紡糸装置の図１に示す実施例に使用され得るものである。この場合、紡糸ヘッドの下側で冷却管の外側の周囲に作用する冷却空気が、冷却管の端部に配置された吸引装置によって生ぜしめられるか、紡糸ヘッドの下側に配置された送風器によって生ぜしめられるかは重要なことではない。本発明は、紡糸ノズルカップと冷却管との間の分離継ぎ目内への空気流入を防止しようとするあらゆる紡糸装置が対象である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づく紡糸装置の部分断面図。
【図２】
紡糸ノズルカップの部分断面図。
【図３】
固定手段として形成されたシールユニットを備える実施例の部分断面図。
【図４】
別の実施例の部分断面図。
【符号の説明】
１ 溶融液、 ２ 溶融液管路、 ３ 紡糸ヘッド、 ４ 加圧兼分配ポンプ、 ５ 分配管路、 ６ 紡糸ノズルカップ、 ６．１ ねじ、 ６．２ 段部、 ６．３ カラー、 ７．１ ノズル孔、 ７．２ 紡糸ノズルプレート、 ８ フィラメント、 ９ シールユニット、 ９．１ カラー、 ９．２ 絶縁体、 ９．３ シール面、 ９．４ シール、 ９．５；９．６ 分離面、 ９．７ 冷却面（冷却リブ）、 １０ メッシュ・シリンダー、 １１ 冷却空気、 １２ 冷却管、 １３ 空気流形成装置、 １４ リフト装置、 １６ 糸

Claims (12)

1. 合成繊維のマルチフィラメント糸（１６）の紡糸のための紡糸装置であって、紡糸ヘッド（３）を備えており、紡糸ヘッドが１つ若しくは複数の紡糸ノズルカップ（６）を含んでおり、この場合、各紡糸ノズルカップがフィラメント（８）の押し出しのための手段（７．１）を有しており、紡糸ノズルカップ（６）の下側に配置された冷却管（１２）を備えており、冷却管がフィラメント（８）によって通過されるようになっていてかつ空気流形成装置（１３）に接続されており、シールユニット（９）を備えており、シールユニットが冷却管（１２）を紡糸ヘッド（３）に密にかつ整備目的で分離可能に結合しており、この場合、シールユニット（９）が、紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）及び冷却管側に配置された分離面（９．６）を有している形式のものにおいて、シールユニット（９）の紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）が、紡糸ノズルカップ（６）に設けられていることを特徴とする、紡糸装置。
2. シールユニット（９）が実質的に、紡糸ノズルカップ（６）の横断面によって規定された包絡輪郭内に位置している請求項１記載の紡糸装置。
3. 紡糸ノズルカップ（６）のうちの少なくとも１つが紡糸ノズルプレート（７．２）を含んでおり、紡糸ノズルプレート（７．２）が、フィラメント（８）の押し出しのためのノズル孔として形成された手段（７．１）を有しており、シールユニット（９）の紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）が、紡糸ノズルプレート（７．２）に設けられている請求項１又は２記載の紡糸装置。
4. 紡糸ノズルカップ（６）のうちの少なくとも１つに、紡糸ノズルカップ（６）を紡糸ヘッド（３）に固定するための固定手段（１６）が設けられており、紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）が固定手段（１６）に設けられている請求項１又は２記載の紡糸装置。
5. 固定手段がねじリング（１６）として形成されている請求項４記載の紡糸装置。
6. 紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）が、リング状のカラー（６．３；９．１）の端面に形成されており、該端面が紡糸ノズルカップ（６）の下面を越えて突出している請求項１から５のいずれか１項記載の紡糸装置。
7. 冷却管側に配置された分離面（９．６）が、冷却管（１２）の、紡糸ヘッドに向けられた端面に形成されている請求項１から６のいずれか１項記載の紡糸装置。
8. シールユニット（９）が熱絶縁可能に形成されていて、紡糸ノズルカップ（６）から冷却管（１２）への熱損失を防止するようになっている請求項１又は７記載の紡糸装置。
9. シールユニット（９）が熱絶縁のための絶縁体（９．２）及び密閉のためのシールエレメント（９．４）を含んでいる請求項８記載の紡糸装置。
10. 絶縁体（９．２）が、紡糸ヘッド側に配置された分離面（９．５）と紡糸ノズルカップ（６）との間に配置されている請求項９記載の紡糸装置。
11. 絶縁体（９．２）とシールエレメント（９．４）との間に、熱排出のための手段（９．７）が設けられている請求項９又は１０記載の紡糸装置。
12. 絶縁体（９．２）が、冷却管側に配置された分離面（９．６）の直前で冷却管（１２）に配置されている請求項９記載の紡糸装置。